Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Technology and Innovation for Development of Modular Equipment in Scalable Advanced Life Support Systems for Space Exploration

Article Category

Article available in the following languages:

Trwają prace nad rolnictwem kosmicznym nowej generacji

Systemy podtrzymywania życia, takie jak European Modular Cultivation System (EMCS) na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), będą miały kluczowe znaczenie dla wszelkich załogowych misji kosmicznych. Projekt TIME SCALE zakłada rozwinięcie systemu EMCS poprzez przygotowanie gruntu pod nową generację systemów podtrzymywania życia, które będą fundamentem przyszłych lotów na Księżyc i Marsa.

Minęło 12 lat, od kiedy ESA uruchomiła EMCS, eksperymentalne laboratorium poświęcone badaniom biologii roślin w środowiskach o zmniejszonej grawitacji. Przez te wszystkie lata naukowcy mogli dowiedzieć się, w jaki sposób rośliny wyczuwają kierunek nawet bardzo słabej grawitacji, jak grawitacja wpływa na procesy molekularne regulujące wzrost roślin lub jak światło wpływa na proliferację komórek i rozwój roślin w przypadku braku grawitacji. Jak zauważa dr Ann-Iren Kittang Jost, kierownik ds. badań w CIRIS, system EMCS nie jest jednak doskonały. „Systemy na ISS, które umożliwiają prowadzenie eksperymentów i testowanie technologii w symulowanej grawitacji Księżyca lub Marsa przy użyciu wirówki, oferują ograniczoną przestrzeń do uprawy roślin. Ponadto woda jest wstrzykiwana lub przepływa przez ciekłe systemy, w których składniki odżywcze są dostarczane poprzez powolne uwalnianie w ośrodku. Głównym problemem jest to, że pozwala to na bardzo ograniczone kontrolowanie składników odżywczych dostępnych dla roślin i utrudnia badanie dynamiki składników odżywczych w okresie wzrostu”. W 2015 r. dr Kittang Jost rozpoczęła koordynowanie projektu TIME SCALE (Technology and Innovation for Development of Modular Equipment in Scalable Advanced Life Support Systems for Space Exploration) w celu rozwiązania tego problemu. Konsorcjum projektu opracowało większe komory do uprawy roślin wraz z podsystemem zarządzania odzyskiwaną wodą i substancjami odżywczymi (WNM) z czysto ciekłym podłożem. Pomimo swojego potencjału WNM jest jednym z najtrudniejszych podsystemów, jeżeli chodzi o pracę w warunkach zmniejszonej grawitacji. „Jest to obszar wymagający licznych testów technologii w celu zdobycia rzetelnej wiedzy i doświadczenia, które będą korzystne dla przyszłych zamkniętych systemów wspomagania regeneracji życia (CRLSS) w eksploracji przestrzeni kosmicznej”, mówi dr Kittang Jost. Aby wykorzystać wszystkie szanse, zespół opracował koncepcje i stanowisko testowe do uprawy roślin i glonów. Uczeni stworzyli wieloczujnikowy system jonowy, który umożliwia monitorowanie jonów składników odżywczych, oraz system kamer połączony z kompaktowym chromatografem gazowym, służący do wczesnego wykrywania stresu u roślin. Narzędzia te nie tylko dostarczają danych naukowych w czasie rzeczywistym, ale również umożliwiają wdrożenie systemów regulacji lub wczesnych środków korygujących w systemie upraw. „Stanowisko upraw jest najważniejszym rezultatem projektu, ale wśród innych osiągnięć można także wymienić: znalezienie optymalnej receptury hodowli roślin; zaobserwowanie wpływu stężenia azotanów w roztworze odżywczym na transpirację sałaty; opracowanie systemu monitorowania zdrowia, łączącego kamery i analizatory gazów; opracowanie nowych technologii, takich jak wieloczujnikowe systemy jonowe i kompaktowe GC analizujące płyny i gazy, nadające się zarówno do zastosowań ziemnych, jak i kosmicznych”, tłumaczy dr Kittang Jost. Trzy z tych rozwiązań zostały już lub wkrótce powinny zostać wprowadzone na rynek: zmodernizowany system kompaktowej chromatografii gazowej (GC); jedyny w swoim rodzaju, zautomatyzowany analizator wielojonowy z EC i pH; a także system kamer do monitorowania zdrowia roślin, który jest obecnie przedmiotem prac związanych z umową licencyjną. Mimo że projekt został już zakończony, partnerzy TIME SCALE będą nadal rozwijać systemy upraw roślin i glonów na potrzeby ISS i przyszłych misji kosmicznych. „Powstanie spółka spin-off, która skupi się na systemach zarządzania wodą i substancjami odżywczymi oraz na systemie obrazowania zdrowia roślin”, podsumowuje dr Kittang Jost. „Nowa wiedza i innowacyjne technologie będące efektem inicjatywy TIME SCALE otwierają drogę do realizacji nowych potencjalnych projektów badawczo-rozwojowych mających na celu zrównoważoną produkcję żywności na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej”.

Słowa kluczowe

TIME SCALE, rolnictwo kosmiczne, EMCS, uprawa, ISS, glony, składniki odżywcze, eksploracja przestrzeni kosmicznej

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania